電場を利用した火災時の煙制御に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 17K18931
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 建築学およびその関連分野
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 松山 賢 東京理科大学, 理工学研究科国際火災科学専攻, 教授 (10307704)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 火災 / 煙制御 / 煙粒子 / 帯電 / 帯電量 / 遮煙

研究成果の概要

火災時に発生する煙を電場により制御するためには、火災時に発生する煙の特性を把握する必要があることから、燃焼により発生する煙粒子の特性（粒径分布、荷電分布、粒子重量等）の把握を目的として種々の燃焼条件および可燃物材料に対して実験を行った。この結果、種々の実験条件における煙の粒径・個数や荷電量が得られた。
さらに排煙効率や煙を侵入させたくない室の遮煙性能の向上等、実大規模の煙制御に向け、縮小模型による電場による煙粒子の挙動を測定する目的で、模型区画を用いて電場による荷電粒子の挙動把握実験を行い、PIVによる計測結果から、その挙動を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

建築・土木・船舶の分野では最も身近である人命に関わる火災時の煙粒子について、電場による制御に関する研究がほとんどされていないのが実状である。本研究成果により、火災時に発生する高温の煙粒子の特性を把握する手法が提案され、さらに一部条件に対する結果が示されたことから、電場による煙の誘導(煙の流れ方向を変える)、停滞(煙の拡散の抑制)、分離(煙粒子と空気を分離)の実現が可能であることが示唆された。こうした技術は、建物の防排煙や防災設備に応用が考えら、より安全な建築空間の実現が期待され、社会的意義は非常に大きい。